在电机运行的过程中,关键在于定子和转子的磁场同步旋转,构建出一个具有同步旋转速度的旋转坐标系,这就是所谓的D-Q旋转坐标系。在这个坐标系下,所有电信号都可以表示为常数。这就促使我们思考:能否直接从仪器中获取D-Q变换的结果?D-Q变换是一种解耦控制方法,它将异步电动机的三相绕组变换成等效的二相绕组,并且将旋转坐标系转换成静止坐标,从而得到直流量表示电压及电流关系式。这种变换使得各个控制量能够分别进行控制,有助于消除谐波电压和不对称电压影响,同时由于应用了同步旋转坐标变换,便于实现基波与谐波的分离。
直流电机因为其主磁通主要由励磁绕组励磁电流决定,其数学模型及其控制系统相对简单。如果能将交流電機の物理模型等效地轉換為類似直流電機模式分析和控制就会变得更加簡單。正是基于這一理念,進行了座標變換。
交流電機三相對稱靜止繞組A、B、C通過平衡正弦電流時產生合成磁動勢F,這個合成磁動勢以同步轉速ws(即電流角頻率)順著A-B-C相序順着繞組進行空間分布。這種物理模型如圖示出來。
然而,這種情況並非獨有,只要是多對稱多相繞組,即便是單一或兩個對應平衡之間互差90度之間,我們也能產生相同效果,如圖2所示,其中a和b兩個靜止繞組呈現90度不同位置,並通過時間上互差90度之平衡交流電流輸入,也能生成同樣效果。此時我們將這兩個系統設定為大小與轉速完全相同,就可以視作等效。
當然,在實際運用中,最常見的是使用整體滾動中的直流繞組id與iq通過直流量後產生的合成磁動勢F,這樣即便是在無法固定於一個點上的情況下,也會隨著整體滾動而移動。但如果我們將此整體滾動設置為與前述系統同樣大小與轉速,那麼這套滾動帶有絕佳匹配性,可以被視作替代者。
因此,在創造出相同運動力的條件下,不論是三相交流、兩相交流還是內部連續運動中的直流綠色化轴,都擁有一致性。或者說,在三維座標下的iA、iB、iC;在二維座標下的ia, ib;以及在自適應、二維座標下的id, iq都具備可比性,它們皆可創造相同結果——即产生同样的运动力/力矩向量。
D-Q変換技術已經廣泛應用于許多領域,不僅僅限於機械制御及瞬態分析,更包括了故障診斷及網絡功率質量監控等領域。而測試方法則涉及到精確獲得轉子位置以及測量三信號,並利用高速數據處理單元(如FPGA)實現快速算法運算,以此來計算ID, IQ值。反之亦然,即首先設定目標ID, IQ值,然后進行逆變換,以實現對該設備進行精確調節。此技術尤其重要,因它提供了一種工具,使得研發人員能夠準確預測並優化性能,以及識別問題并執行修復措施。在未來,ZLG致遠電子計畫引入該技術至其功率分析儀中,以幫助提高產品性能並支持更進一步研究工作。